植保所RNA病毒復制酶從核轉運至質并啟病毒復制的機制

　　近日，作物有害生物功能基因組研究創新團隊在國際知名期刊《新植物學家（New Phytologist）》在線發表研究論文“Nuclear exportin 1 facilitates turnip mosaic virus infection by exporting the sumoylated viral replicase and by repressing plant immunity”。該論文發現了植物中的細胞核輸出蛋白XPO1能夠將蘇木化修飾的病毒復制酶NIb從細胞核轉運至細胞質囊泡中，從而啟動病毒復制、促進病毒的侵染。

　　馬鈴薯Y病毒科病毒是種類最多的植物RNA病毒，在全球的馬鈴薯、大豆、油菜、桃和白菜等糧食作物、經濟作物、果樹和蔬菜上造成嚴重的經濟損失。蕪菁花葉病毒（TuMV）是該科病毒的代種，主要侵染十字花科蔬菜。TuMV的復制酶NIb蛋白存在于細胞核中，然而，TuMV在細胞質中的囊泡中進行復制。NIb作為病毒復制的核心組分需要多種寄主因子參與。為了明確哪些寄主因子參與這些過程，作物有害生物功能基因組研究創新團隊以TuMV NIb為誘餌，篩選出本氏煙和擬南芥的細胞核輸出蛋白XPO1能夠直接結合NIb蛋白。

　　研究發現XPO1的N端的核輸入結構域Importin-beta和C端的核輸出結構域CRM1分別負責NIb的核輸入和核輸出，蘇木化修飾是XPO1介導NIb輸出細胞核的關鍵分子開關，XPO1能夠輸出在細胞核中發生蘇木化修飾的NIb及其他植物因子并轉運到囊泡中，從而啟動病毒復制、促進病毒的侵染。此外，XPO1對調控植物病害抗性的關鍵基因 NPR1 誘導的植物防衛反應中也發揮了重要作用。將 XPO1 突變后能阻止多種植物RNA病毒的復制，使植物獲得廣譜抗病毒特性。該研究闡明了XPO1介導RNA病毒復制酶從細胞核轉運至細胞質啟動病毒復制的機制，并為植物廣譜抗病性提供了靶點。

　　中國農業科學院植物保護研究所博士生張明振為論文的第一作者，中國農業科學院植物保護研究所的李.方.方研究員為該論文的通訊作者，中國農科院植保所周雪平教授參與了相關工作。該研究得到國家自然科學基金項目的資助。